[發明專利]智能動力小腿假肢

在審

• 申請號: 202210408593.X
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114681170A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 朱金營;王衛剛;麥金耿;王啟寧
• 申請（專利權）人: 北京工道風行智能技術有限公司
• 主分類號: A61F2/60
• 分類號: A61F2/60;A61F2/70
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

本發明涉及一種智能動力小腿假肢，包括：接頭，用于與殘缺大腿的下端連接；骨架和緊固件，所述骨架的上端與所述接頭連接，下端與所述緊固件的鉸接；腳板，所述腳板裝配于所述緊固件的下端；控制裝置，裝配在所述骨架上，包括PCB板，用于控制小腿假肢的運動；驅動機構，裝配在所述骨架和所述緊固件上，用于驅動小腿假肢進行運動；傳感器組件，包括裝配在所述緊固件上的角度傳感器和裝配于所述腳板上的至少一個力傳感器，用于將所述腳板的運動角度和受力傳遞給所述控制裝置。該假肢步態在功能上盡可能地接近或超越人的健康腿，具有較高的仿生性能。

技術領域

本發明涉及一種智能動力小腿假肢，屬于醫療器械技術領域。

背景技術

由于交通事故、疾病等原因，小腿截肢的人逐漸增多，而穿戴踝關節假肢可以達到對人體缺失功能的代償。踝關節假肢的研究在國外起步較早，早期的假肢多數為被動式踝關節假肢，早起被動式踝關節采用木質假肢，后期由于材料變革多采用彈性儲能器件增加假肢彈性性能，現在一般假肢材質采用橡膠、碳纖維等儲能類材料制作腳板。但相比與國外，國內關于假肢的研究起步較晚，國內研究主要側重于膝關節假肢功能的實現，而踝關節僅被當作彈性儲能結構輔助人體行走，一些關鍵技術尚待發展與完善，解決截肢患者的痛點。

現有小腿假肢踝關節多為被動式，利用腳板自身變形量來滿足殘肢所需要的回彈力，運動起來較為死板、僵硬、靈活性較差。對于上下樓梯的爬行，上下斜坡的行走基本需要裝配者殘端和胯部的身體擺動提供動力，行動起來比較吃力。導致殘疾人士在正常生活中帶來很多不便。隨著電子技術、生物醫學工程技術的發展，目前小腿假肢的研究方向傾向于智能化發展。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種智能動力小腿假肢，該假肢隨著穿戴患者步行速度、關節角度變化自動調整對踝關節的力矩控制，提供運動狀態下的動能，使假肢步態在功能上盡可能地接近或超越人的健康腿，具有較高的仿生性能。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種智能動力小腿假肢，包括：

接頭，用于與殘缺大腿的下端連接；

骨架和緊固件，所述骨架的上端與所述接頭連接，下端與所述緊固件的鉸接；

腳板，所述腳板裝配于所述緊固件的下端；

控制裝置，裝配在所述骨架上，包括PCB板以及設置在PCB板上的各種電路器件，用于控制小腿假肢的運動；

驅動機構，裝配在所述骨架和所述緊固件上，用于驅動小腿假肢進行運動；

傳感器組件，包括裝配在所述緊固件上的角度傳感器、裝配于所述腳板上的至少一個力傳感器、裝配于所述PCB板上的姿態傳感器以及裝配于所述接頭的壓力傳感器，用于將所述腳板的運動角度和受力、假肢的姿態和所述接頭承受的壓力傳遞給所述控制裝置。

所述的智能動力小腿假肢，優選地，所述骨架包括第一骨架和第二骨架，二者的下端均通過踝軸與所述緊固件鉸接；所述緊固件包括底座以及設置于所述底座上的U形槽，所述U形槽的槽壁上開設有容納所述踝軸貫穿的槽孔。

所述的智能動力小腿假肢，優選地，所述驅動機構包括驅動電機、減速單元、波紋套管和螺母接套，所述驅動電機和所述減速單元裝配在電機座上，所述波紋套管的上端與所述電機座連接，下端與所述螺母接套連接，所述電機座通過電機旋轉軸與所述骨架連接，所述螺母接套通過絞軸與所述緊固件連接。

所述的智能動力小腿假肢，優選地，所述接頭包括四棱臺以及與所述四棱臺可拆卸連接的接頭底座，所述四棱臺為帶有空腔的球形結構，所述空腔中裝配有受力傳感裝置。

所述的智能動力小腿假肢，優選地，所述受力傳感裝置包括襯套、球頂和所述壓力傳感器，所述球頂裝配在所述壓力傳感器的上端面，且二者之間留有間隙，所述襯套的下端設置有容納所述球頂的球形凹槽。